WO2021251233A1 - 発光装置 - Google Patents

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WO2021251233A1
WO2021251233A1 PCT/JP2021/020974 JP2021020974W WO2021251233A1 WO 2021251233 A1 WO2021251233 A1 WO 2021251233A1 JP 2021020974 W JP2021020974 W JP 2021020974W WO 2021251233 A1 WO2021251233 A1 WO 2021251233A1
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light
light emitting
semiconductor laser
wavelength conversion
emitting device
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PCT/JP2021/020974
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忠征 北島
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日亜化学工業株式会社
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    • H01S5/4025Array arrangements, e.g. constituted by discrete laser diodes or laser bar
    • H01S5/4031Edge-emitting structures

Definitions

  • This disclosure relates to a light emitting device.
  • Patent Document 1 discloses a light source device that raises light emitted from a plurality of light emitting elements, reflects it by a reflecting surface of a mirror, and emits it to the outside.
  • the light emitting device disclosed in the present specification includes a base having a mounting surface, one or more light reflecting members arranged on the mounting surface, and one or more light reflecting surfaces provided on a virtual one plane. It has a first light emitting surface facing toward one or more light reflecting surfaces, and is arranged on the mounting surface so that the first light emitting surface is oblique to the one or more light reflecting surfaces in a top view. It has a first light emitting element in which light emitted from the first light emitting surface is applied to the one or more light reflecting surfaces, and a second light emitting surface facing the one or more light reflecting surfaces.
  • the second light emitting surface is arranged on the mounting surface so as to be oblique to the first light emitting surface in a top view, and the light emitted from the second light emitting surface is one or more light reflecting surfaces.
  • the light emitting device has a second light emitting element, and the light from the first light emitting element and the light from the second light emitting element reflected by the one or more light reflecting surfaces come close to each other to form the light emitting device. It is characterized by being incident on the light extraction region.
  • a light emitting device that collects light from a plurality of light emitting elements in a light extraction region and effectively extracts the light is realized.
  • FIG. 1 is a perspective view of a light emitting device according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a top view corresponding to FIG. 1.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of the light emitting device in line III-III of FIG.
  • FIG. 4 is a perspective view for explaining the internal structure of the light emitting device according to the embodiment.
  • FIG. 5 is a perspective view for explaining the internal structure of the light emitting device according to the embodiment.
  • FIG. 6 is a top view corresponding to FIG.
  • FIG. 7 is a perspective view of a state in which the wavelength conversion member and the translucent member according to the embodiment are joined.
  • FIG. 8 is a top view corresponding to FIG. 7.
  • FIG. 7 is a perspective view of a state in which the wavelength conversion member and the translucent member according to the embodiment are joined.
  • FIG. 9 is a top view showing the upper surface side of the wavelength conversion member transmitted through to explain the joint surface between the translucent member and the wavelength conversion member according to the embodiment.
  • FIG. 10 is a bottom view of the wavelength conversion member according to the embodiment.
  • FIG. 11 is a top view of the translucent member according to the embodiment.
  • FIG. 12 is an image showing the intensity distribution of light applied to the light reflecting surface of the light emitting device according to the embodiment.
  • FIG. 13 is an image showing the intensity distribution of light incident on the wavelength conversion unit of the light emitting device according to the embodiment.
  • polygons such as triangles and quadrangles are referred to as polygons including shapes in which the corners of the polygon are rounded, chamfered, chamfered, rounded, etc. It shall be called. Further, not only the corner (edge of the side) but also the shape in which the middle part of the side is processed is also referred to as a polygon. That is, the partially processed shape, which is based on the polygon, is included in the interpretation of the "polygon" described in the present specification and the claims.
  • top and bottom, left and right, front and back, front and back, front and back only describe the relationship such as relative position, orientation, and direction, and are related to the relationship at the time of use. It does not have to match.
  • FIG. 1 is a perspective view showing an example of a light emitting device 1 according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a top view of the light emitting device 1.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of the light emitting device 1 in line III-III of FIG.
  • FIG. 4 is a perspective view showing a state in which the light shielding member 90 is removed from the light emitting device 1 in order to explain the internal structure.
  • FIG. 5 is a perspective view showing a state in which the translucent member 82 and the wavelength conversion member 81 are further removed from the light emitting device 1 in order to explain the internal structure.
  • FIG. 6 is a top view in the same state as in FIG. FIG.
  • FIG. 7 is a perspective view showing a state in which the wavelength conversion member 81 and the translucent member 82 according to the embodiment are joined.
  • FIG. 8 is a top view in the same state as in FIG. 7.
  • FIG. 9 is a top view showing the upper surface side of the wavelength conversion member 81 transmitted through to explain the joint surface between the translucent member 82 and the wavelength conversion member 81.
  • the bonding region of the metal film 821 of the translucent member 82 and the conductive film 813 of the wavelength conversion member 81 are shown by hatching.
  • the fine-grained hatching is the conductive film 813.
  • FIG. 10 is a bottom view of the wavelength conversion member 81 according to the embodiment.
  • FIG. 11 is a top view of the translucent member 82 according to the embodiment.
  • the components of the light emitting device 1 include a base 10, a plurality of light emitting elements 20, one or a plurality of submounts 30, one or more light reflecting members 40, a protective element 50, a temperature measuring element 60, a plurality of wirings 70, and wavelength conversion.
  • a member 81, a translucent member 82, and a light-shielding member 90 are included. Further, the light emitting device 1 may have further other components.
  • the base 10 has a plurality of upper surfaces 11, a lower surface 13, one or a plurality of inner surfaces 14, and a plurality of outer surfaces 15.
  • the base 10 has a concave shape that is recessed from above to below. Further, the base portion 10 has a rectangular outer shape in a top view.
  • the plurality of upper surfaces 11 include a bottom surface 111.
  • the bottom surface 111 is a mounting surface on which other components are arranged. Further, the bottom surface 111 is the lowermost upper surface among the plurality of upper surfaces 11.
  • the plurality of upper surfaces 11 include an uppermost surface 112, which is the uppermost upper surface.
  • the bottom surface 111 is surrounded by the top surface 112 in top view.
  • the plurality of top surfaces 11 include one or a plurality of top surfaces 11 located between the top surface 112 and the bottom surface 111.
  • the first upper surface 11 and the second upper surface 11 are numbered in order from the one having the lowest height from the bottom surface 111.
  • the base portion 10 has a plurality of stepped portions 16 having different heights from the bottom surface 111.
  • the step portion 16 is composed of only the upper surface 11 and all the inner side surfaces 14 intersecting with the upper surface 11 and advancing downward.
  • the plurality of stepped portions 16 are composed of a stepped portion 16 composed of an uppermost surface 112 and all inner side surfaces 14 intersecting with the uppermost surface 112 and advancing downward, and a first upper surface 11 and all inner side surfaces 14 intersecting with the stepped portion 16 advancing downward.
  • the stepped portion 16 is included.
  • the first stepped portion 16 and the second stepped portion 16 are numbered in order from the one having the lowest height from the bottom surface 111 to the upper surface 11 of the stepped portion 16. I will do it.
  • a first step portion 16 having one first upper surface 11 and two second upper surfaces 11 between the uppermost surface 112 and the lower surface 111, including the first upper surface.
  • the base 10 can be formed using ceramic as the main material.
  • ceramic aluminum nitride, silicon nitride, aluminum oxide, and silicon carbide can be used as the ceramic.
  • other materials having insulating properties may be used as the main material for formation.
  • one or more metal films are provided on the bottom surface 111 of the base 10. Further, one or a plurality of metal films are provided on the upper surface 11 of the stepped portion 16 of the base portion 10. Further, a plurality of metal films 17 electrically connected to the metal films provided on the bottom surface 111 and the step portion 16 are provided on the uppermost surface 112 of the base portion 10.
  • the light emitting element 20 has an upper surface, a lower surface, and one or more side surfaces. Further, the light emitting element 20 has one or more light emitting surfaces for emitting light in the upper surface, the lower surface, and one or a plurality of side surfaces.
  • the light emitting element 20 is, for example, a semiconductor laser element.
  • the light emitting element 20 is not limited to the semiconductor laser element, and may be, for example, a light emitting diode (LED) or an organic light emitting diode (OLED).
  • LED light emitting diode
  • OLED organic light emitting diode
  • a semiconductor laser element is adopted as the light emitting element 20.
  • the semiconductor laser device has a rectangular outer shape when viewed from above. Further, the side surface that intersects with one of the two short sides of the rectangle is the light emitting surface of the semiconductor laser device. Further, the upper surface and the lower surface of the semiconductor laser element have a larger area than the light emitting surface.
  • the light (laser light) emitted from the semiconductor laser element has a spread and forms an elliptical farfield pattern (hereinafter referred to as "FFP") on a surface parallel to the light emitting surface of the light.
  • FFP indicates the shape and light intensity distribution of the emitted light at a position away from the light emitting surface.
  • Light passing through the center of the elliptical shape of the FFP in other words, light having a peak intensity in the light intensity distribution of the FFP, is referred to as light traveling along the optical axis. Further, the optical path of light traveling along the optical axis is referred to as the optical axis of the light. Further, in the light intensity distribution of FFP, light having an intensity of 1 / e 2 or more with respect to the peak intensity value is referred to as "main portion" light.
  • the minor axis direction of the ellipse is the parallel direction of the FFP
  • the major axis direction is the vertical direction of the FFP.
  • a plurality of layers including an active layer constituting a semiconductor laser device are laminated in the vertical direction of the FFP.
  • the angle corresponding to the half-value full width of the light intensity distribution is called the light spread angle of the semiconductor laser element.
  • the spread angle of light in the vertical direction of the FFP is referred to as the spread angle in the vertical direction
  • the spread angle of light in the parallel direction of the FFP is referred to as the spread angle in the parallel direction.
  • the light emitting element 20 is not limited to the semiconductor laser element, and a light emitting element having at least a part of the characteristics of the above-mentioned semiconductor laser element can be adopted. Further, it is also possible to adopt a light emitting element that does not have these characteristics.
  • the light emitting element 20 emits light having a light emission peak wavelength in the range of 320 nm to 530 nm, typically 430 nm to 480 nm.
  • Examples of the light emitting device 20 that emits such light include a semiconductor laser device including a nitride semiconductor.
  • the nitride semiconductor for example, GaN, InGaN, and AlGaN can be used.
  • the light emitted from the light emitting element 20 does not have to be limited to such a wavelength range.
  • the submount 30 has a bottom surface, an top surface, and one or more sides. Further, the sub mount 30 has the smallest width in the vertical direction. Further, the submount 30 is configured in the shape of a rectangular parallelepiped. The shape is not limited to a rectangular parallelepiped.
  • the submount 30 is formed using, for example, silicon nitride, aluminum nitride, or silicon carbide. In addition, other materials may be used.
  • the light reflecting member 40 has one or more light reflecting surfaces 41 that reflect light.
  • the light reflecting member 40 is provided with a light reflecting surface 41 having a light reflectance of 90% or more with respect to the peak wavelength of the irradiated light.
  • the light reflectance here can be 100% or less or less than 100%.
  • the light reflecting surface 41 is a flat surface. Further, the light reflecting surface 41 is inclined with respect to the lower surface of the light reflecting member 40. This inclination angle is in the range of 10 degrees or more and 80 degrees or less.
  • a straight line passing over the light reflecting surface 41 and passing through a straight line parallel to the lower surface of the light reflecting member 40 is referred to as a parallel direction of the light reflecting surface 41.
  • the light reflecting surface 41 does not have to be a flat surface, and may be, for example, a curved surface. In this case, a straight line passing through a plane connecting three points on the outer edge of the light reflecting surface 41 of the curved surface and passing through a straight line parallel to the lower surface of the light reflecting member 40 is defined as a parallel direction of the light reflecting surface 41. ..
  • the inclination angle of the light reflecting surface 41 is 45 degrees.
  • the manufactured product shall include a difference of ⁇ 5 degrees from the specific angle in consideration of manufacturing accuracy.
  • the main material forming the outer shape of the light reflecting member 40 glass, metal, or the like can be used.
  • the main material is preferably a heat-resistant material, and for example, glass such as quartz or BK7 (borosilicate glass), metal such as aluminum, or Si can be used.
  • the light reflecting surface may be formed by using, for example, a metal such as Ag or Al or a dielectric multilayer film such as Ta 2 O 5 / SiO 2 , TIO 2 / SiO 2 , or Nb 2 O 5 / SiO 2. can.
  • the protection element 50 is a circuit element for preventing an excessive current from flowing to a specific element such as a light emitting element and destroying the element.
  • a typical example of the protection element 50 is a constant voltage diode such as a Zener diode.
  • a Zener diode for example, a Si diode can be used.
  • the temperature measuring element 60 is an element used as a temperature sensor for measuring the ambient temperature.
  • a thermistor can be used as the temperature measuring element 60.
  • the wiring 70 is composed of a conductor having a linear shape with both ends as joints. In other words, the wiring 70 has joints at both ends of the linear portion to join with other components.
  • the wiring 70 is used for the electrical connection between the two components.
  • a metal wire can be used as the wiring 70. Examples of metals include gold, aluminum, silver, copper and the like.
  • the wavelength conversion member 81 has an upper surface, a lower surface, and one or more side surfaces. Further, the wavelength conversion member 81 has a wavelength conversion unit 811. Further, the wavelength conversion member 81 has a surrounding portion 812 that surrounds the wavelength conversion portion 811. Further, the wavelength conversion member 81 has one or more conductive films 813 on the lower surface side. Further, the wavelength conversion member 81 has a plurality of metal films 814 on the lower surface side. Further, the wavelength conversion member 81 has a light-shielding film 815 on the upper surface side.
  • the wavelength conversion unit 811 and the surrounding unit 812 are integrally formed.
  • the inner side surface of the surrounding portion 812 and the side surface of the wavelength conversion unit 811 are in contact with each other, and one or more side surfaces of the wavelength conversion unit 811 are surrounded by the surrounding portion 812.
  • One or more outer surfaces of the enclosing portion 812 correspond to one or more side surfaces of the wavelength conversion member 81.
  • the wavelength conversion unit 811 and the surrounding unit 812 can be formed by using an inorganic material that is not easily decomposed by irradiation with light as the main material. It does not have to be an inorganic material.
  • the wavelength conversion member 81 is formed of an integrally sintered body in which the wavelength conversion unit 811 and the surrounding portion 812 are integrally sintered.
  • a wavelength conversion unit 811 made of a molded product such as a sintered body and a powder / granular material forming the surrounding portion 812 are integrally molded and sintered, and the wavelength is sintered.
  • the base material of the conversion member 81 can be formed.
  • a normal pressure sintering method, a discharge plasma sintering method (SPS method), a hot press sintering method (HP method), or the like can be used.
  • the wavelength conversion unit 811 has a rectangular parallelepiped shape.
  • the shape of the wavelength conversion unit 811 does not have to be limited to a rectangular parallelepiped.
  • the wavelength conversion unit 811 has a vertically long shape when viewed from above.
  • the wavelength conversion unit 811 has a vertically long shape in a bottom view. Further, in the wavelength conversion unit 811, the vertically long directions in the top view and the bottom view are aligned.
  • the wavelength conversion unit 811 converts the incident light into light having a different wavelength. Further, the wavelength conversion unit 811 emits light converted to a different wavelength. Further, a part of the incident light is emitted from the wavelength conversion unit 811 without being converted by the wavelength conversion unit 811.
  • the wavelength conversion unit 811 can be formed by using ceramics as a main material and containing a phosphor. Not limited to this, glass may be used as the main material. Alternatively, it may be formed of a single crystal of a fluorescent substance or a single crystal of a fluorescent substance.
  • ceramics when ceramics is used as the main material of the wavelength conversion unit 811, it can be formed by sintering a phosphor and a translucent material such as aluminum oxide.
  • the content of the phosphor can be 0.05% by volume to 50% by volume with respect to the total volume of the ceramics.
  • ceramics obtained by sintering a powder of a fluorescent substance, which is substantially composed of only the fluorescent substance, may be used.
  • the phosphor examples include yttrium aluminum garnet (YAG) activated with cerium, lutetium aluminum garnet (LAG) activated with cerium, europium and / or chromium-activated nitrogen-containing calcium aluminosilicate (CaO-).
  • YAG yttrium aluminum garnet
  • LAG lutetium aluminum garnet
  • CeO- chromium-activated nitrogen-containing calcium aluminosilicate
  • Examples thereof include Al 2 O 3- SiO 2 ), europium-activated silicate ((Sr, Ba) 2 SiO 4 ), ⁇ -sialon phosphor, ⁇ -sialon phosphor and the like.
  • YAG phosphor yttrium aluminum garnet
  • LAG lutetium aluminum garnet
  • CeO- chromium-activated nitrogen-containing calcium aluminosilicate
  • Examples thereof include Al 2 O 3- SiO 2 ), europium-activated silicate ((S
  • the surrounding portion 812 has a shape in which a through hole is provided in the central portion of a rectangular parallelepiped flat plate.
  • the wavelength conversion unit 811 is provided so as to close the through hole.
  • the surrounding portion 812 can be formed using ceramics as the main material. Further, the present invention is not limited to this, and a metal, a composite of ceramics and a metal, or the like may be used.
  • the surrounding portion 812 in which a material having a high thermal conductivity is used as the main material, has a heat radiating function for exhausting heat in the wavelength conversion unit 811, and from this viewpoint, it can be regarded as a heat radiating member instead of the surrounding portion 812.
  • the surrounding portion 812 preferably has a high reflectance in a region in contact with at least one or a plurality of side surfaces of the wavelength conversion unit 811.
  • the surrounding portion 812 in which a material having a high reflectance is used as the main material, has high reflectivity for reflecting the irradiated light, and from this viewpoint, the surrounding portion 812 can be regarded as a light reflecting member.
  • the material having high reflectance and high thermal conductivity include alumina (Al 2 O 3 ).
  • the surrounding unit 812 does not have a wavelength conversion function like the wavelength conversion unit 811.
  • the enclosing portion 812 does not contain a fluorescent substance.
  • the surrounding portion 812 has a light-shielding property having a transmittance of 5% or less. From this point of view, the surrounding portion 812 can be regarded as a light-shielding member.
  • the conductive film 813 is provided in the surrounding portion 812. Further, the conductive film 813 is provided on the outside of the wavelength conversion unit 811. That is, the conductive film 813 is not provided in the wavelength conversion unit 811. As a result, light can be efficiently incident on the wavelength conversion unit 811.
  • the conductive film 813 is provided at a position close to the wavelength conversion unit 811.
  • the distance between the wavelength conversion unit 811 and the conductive film 813 is 500 ⁇ m or less at the closest position, preferably 300 ⁇ m or less.
  • the conductive film 813 is provided so as to surround the wavelength conversion unit 811.
  • a linear conductive film 813 surrounds the wavelength conversion unit 811.
  • the conductive film 813 has a thin linear shape and surrounds the wavelength conversion unit 811.
  • the thin linear shape means, for example, a linear shape in which the line width is smaller than the width of the wavelength conversion unit 811 and the length of the line is longer than the outer circumference of the wavelength conversion unit 811 in the bottom view.
  • the line width may be further set to be 1 ⁇ 2 or less of the width of the wavelength conversion unit 811.
  • the width of the wavelength conversion unit 811 is, for example, the width of the short side when the outer shape is rectangular, and the width of the minor diameter when the outer shape is elliptical, for example. Further, in the case of other shapes, the width is substantially specified based on these examples.
  • the conductive film 813 can be formed of an oxide.
  • the oxide forming the conductive film 813 include indium tin oxide (ITO) and ruthenium oxide (RuO 2 ). These oxides have the property of being brittle and fragile as compared with metal materials such as gold, silver and aluminum.
  • each of the plurality of metal films 814 includes two metal films 814 connected to the conductive film 813. One end of the linear conductive film 813 and one of the two metal films 814 overlap with each other, and the other end of the conductive film 813 overlaps with the other metal film 814.
  • the metal film 814 can be formed by using, for example, Ti / Pt / Au.
  • the light-shielding film 815 is provided in the surrounding portion 812, and the light-shielding film 815 is provided outside the wavelength conversion unit 811. That is, the light-shielding film 815 is not provided in the wavelength conversion unit 811. Further, it is desirable that the light-shielding film 815 reaches the boundary between the wavelength conversion portion 811 and the surrounding portion 812 on the upper surface side. As a result, it is possible to suppress the emission of light from sources other than the wavelength conversion unit 811 in the wavelength conversion member 81.
  • the light-shielding film 815 can be formed by using, for example, a metal.
  • the translucent member 82 has a lower surface, an upper surface, and one or more side surfaces. Further, the translucent member 82 has a translucent property of transmitting light. Here, the translucency means that the transmittance with respect to light is 80% or more. Further, the translucent member 82 has a base material formed in the shape of a rectangular parallelepiped flat plate. The shape is not limited to a rectangular parallelepiped.
  • the translucent member 82 can be formed by using sapphire as the main material.
  • Sapphire is a material with relatively high transmittance and relatively high strength.
  • quartz, silicon carbide, glass, or the like can be used as the main material.
  • the translucent member 82 has a plurality of metal films 821. Further, the plurality of metal films 821 are provided on the upper surface side of the translucent member 82. The plurality of metal films 821 include two metal films 821 provided for wiring. The two metal films 821 are provided in the outer peripheral region of the translucent member 82. The two metal films 821 are not provided in the central region of the translucent member 82.
  • the two metal films 821 have a joint region in a part thereof.
  • the metal film 821 can be formed by providing, for example, Ti / Pt / Au. Further, in the joint region, for example, AuSn can be further provided on the joint region to form the joint region.
  • the light-shielding member 90 is formed of a resin having a light-shielding property.
  • the light-shielding property indicates a property of not transmitting light
  • the light-shielding property may be realized by utilizing the property of absorbing light, the property of reflecting light, and the like in addition to the property of blocking light.
  • it can be formed by containing a filler such as a light diffusing material and / or a light absorbing material in the resin.
  • Examples of the resin forming the light-shielding member 90 include epoxy resin, silicone resin, acrylate resin, urethane resin, phenol resin, BT resin and the like.
  • Examples of the light-absorbing filler include dark-colored pigments such as carbon black.
  • Light emitting device 1 Next, a light emitting device 1 manufactured by using these components will be described.
  • one or more light reflecting members 40 are arranged on the mounting surface of the base 10.
  • the lower surface of one or more light reflecting members 40 is joined to the mounting surface of the base 10.
  • the inclination angle of the light reflecting surface 41 with respect to the mounting surface of the base 10 is the same as the inclination angle of the light reflecting surface 41 with respect to the lower surface of the light reflecting member 40.
  • one or more light reflecting surfaces 41 are provided on a virtual one plane.
  • the light reflecting member 40 of 1 is arranged, and the light reflecting surface 41 of 1 is provided on a virtual plane of 1.
  • a plurality of light reflecting members 40 having a size obtained by dividing the illustrated light reflecting member 40 into two or more may be arranged. In this case, a plurality of light reflecting surfaces 41 are provided on a virtual plane of 1.
  • the protection element 50 and the temperature measuring element 60 are arranged on the mounting surface of the base 10.
  • the protective element 50 is located in a direction opposite to the direction in which one or more light reflecting surfaces 41 face with respect to one or more light reflecting members 40.
  • the temperature measuring element 60 is located in a direction opposite to the direction in which one or more light reflecting surfaces 41 face with respect to one or more light reflecting members 40.
  • one or more submounts 30 are arranged on the mounting surface of the base 10.
  • the plurality of sides face one or more light reflecting surfaces 41.
  • the orientation of the light reflecting surface 41 with respect to the parallel direction is different between the plurality of side surfaces in the top view.
  • the plurality of side surfaces include one or more side surfaces whose intersecting lines intersecting the upper surface of the submount 30 are parallel to the parallel direction of one or more light reflecting surfaces 41 in a top view.
  • the plurality of side surfaces include one or more side surfaces whose intersecting lines intersecting the upper surface of the submount 30 are not parallel to the parallel direction of the one or more light reflecting surfaces 41 in top view.
  • the parallelism here includes a difference of ⁇ 5 degrees.
  • each of the three submounts 30 has a side surface facing the light reflecting surface 41.
  • the three submounts 30 are composed of one submount 30 arranged in the center and two submounts 30 arranged on both sides thereof in a top view. In the two submounts 30 arranged on both sides, the side surface facing the light reflecting surface 41 also faces the submount 30 arranged in the center.
  • the side surface of the submount 30 arranged in the center facing the light reflecting surface 41 is surrounded by two virtual straight lines parallel to the parallel direction of the light reflecting surface 41 in top view.
  • One of the two straight lines is one end of both ends of the side surface of each of the two submounts 30 arranged on both sides facing the light reflecting surface 41, and the submount 30 arranged in the center. It is a straight line connecting one end closer to.
  • the remaining one is one of both ends of the side surface of each of the two submounts 30 arranged on both sides facing the light reflecting surface 41, which is far from the centrally arranged submount 30. It is a straight line connecting one end.
  • the line of intersection where the side surface facing the light reflecting surface 41 and the upper surface intersect is parallel to the parallel direction of the light reflecting surface 41.
  • the parallelism here includes a difference of ⁇ 5 degrees depending on the manufacturing accuracy.
  • the line of intersection where the side surface facing the light reflecting surface 41 and the upper surface intersect is not parallel to the parallel direction of the light reflecting surface 41.
  • the side surfaces of the two submounts 30 arranged on both sides facing the light reflecting surface 41 have the same angle as the parallel direction of the light reflecting surface 41 in top view.
  • the same thing here includes a difference of ⁇ 5 degrees due to manufacturing accuracy.
  • a plurality of light emitting elements 20 are arranged on the mounting surface.
  • the plurality of light emitting elements 20 are arranged on the mounting surface via one or a plurality of submounts 30.
  • the plurality of light emitting elements 20 are bonded to one or a plurality of submounts 30.
  • Each of the plurality of light emitting elements 20 has a light emitting surface facing the light reflecting surface 41.
  • at least one side surface is a light emitting surface.
  • at least one side surface to be a light emitting surface includes a light emitting surface facing the light reflecting surface 41.
  • the light emitted from the light emitting surface irradiates one or more light reflecting surfaces 41. Further, in each of the plurality of light emitting elements 20, the light emitted from the side surface facing the light reflecting surface 41 irradiates one or more light reflecting surfaces 41.
  • each of the plurality of light emitting elements 20 facing the light reflecting surface 41 has a different orientation with respect to the parallel direction of the light reflecting surface 41 in top view.
  • the plurality of light emitting elements 20 include one or more light emitting elements 20 whose side surfaces facing the light reflecting surface 41 are parallel to the parallel direction of one or more light reflecting surfaces 41 in a top view. It can be said that the light emitting element 20 faces the light reflecting surface 41 having one or more light emitting surfaces.
  • the plurality of light emitting elements 20 include one or more light emitting elements 20 whose side surfaces facing the light reflecting surface 41 are not parallel to the parallel direction of one or more light reflecting surfaces 41 in the top view. It can be said that the light emitting element 20 has a light emitting surface arranged obliquely with respect to one or more light reflecting surfaces 41.
  • the side surface of the two light emitting elements 20 arbitrarily selected from the plurality of light emitting elements 20 facing the light reflecting surface 41 is viewed from above, and the other is oblique to one. Arranged to be. By making it slanted, the light emitted from each other's light emitting elements 20 to one or more light reflecting surfaces 41 can be brought close to each other.
  • three light emitting elements 20 are arranged on a mounting surface via three submounts 30. Further, the number of light emitting elements 20 bonded to one submount 30 is one.
  • one light emitting element 20 having a light emitting surface facing one or more light reflecting surfaces 41 is arranged. Further, one light emitting element 20 is arranged so that the light emitting element 20 is at the center and the light emitting surface is oblique to one or more light reflecting surfaces 41 on both sides thereof.
  • the light emitting elements 20 on both sides pass through the side surface of the central light emitting element 20 facing one or more light reflecting surfaces 41 and with respect to a straight line perpendicular to the parallel direction of one or more light reflecting surfaces 41.
  • the light emitting elements 20 on both sides pass through the side surface of the central light emitting element 20 facing one or more light reflecting surfaces 41 and with respect to a straight line perpendicular to the parallel direction of one or more light reflecting surfaces 41.
  • one or more light reflecting surfaces 41 pass through the side surface of the central light emitting element 20 facing toward one or more light reflecting surfaces 41, and are formed by a straight line perpendicular to the parallel direction of one or more light reflecting surfaces 41.
  • the light emitting elements 20 on both sides irradiate the light of the main portion to the closer region of the divided regions, respectively.
  • each of the plurality of light emitting elements 20 is a semiconductor laser element.
  • the light passing through the optical axis emitted from each of the plurality of semiconductor laser elements travels in different directions from the respective light emitting surfaces and is applied to one or more light reflecting surfaces 41.
  • the plurality of semiconductor laser elements include semiconductor laser elements in which the direction in which light passing through the optical axis travels from the light emitting surface is orthogonal to the parallel direction of one or more light reflecting surfaces 41. Further, the plurality of semiconductor laser elements include two semiconductor laser elements in which the light passing through the optical axis is arranged line-symmetrically with respect to the direction in which the light passes from the light emitting surface.
  • the semiconductor laser element in which the light passing through the optical axis is orthogonal to the parallel direction of one or more light reflecting surfaces 41 is the above-mentioned central light emitting element 20.
  • the two semiconductor laser elements arranged line-symmetrically are the above-mentioned light emitting elements 20 on both sides.
  • the semiconductor laser elements on both sides are the first semiconductor laser element and the second semiconductor laser element, respectively, and one or more light reflecting surfaces 41 are a plane perpendicular to the mounting surface and are emitted from the central semiconductor laser element.
  • the light passing through the optical axis of the light is divided into two with a plane passing through a straight line extending in the direction of travel from the light emitting surface as a boundary.
  • the region on the side where the first semiconductor laser element is arranged is the first reflection region and the region on the side where the second semiconductor laser element is arranged is the second reflection region, the region from the first semiconductor laser element The emitted light passing through the optical axis is irradiated to the first reflection region, and the light emitted from the second semiconductor laser element through the optical axis is irradiated to the second reflection region.
  • a plurality of wirings 70 for electrically connecting the light emitting element 20, the protection element 50, and the temperature measuring element 60 are joined.
  • a metal film provided on the bottom surface 111 of the base 10 is used for electrical connection. As a result, these elements and the external power supply can be electrically connected via the metal film on the upper surface 11 of the base 10.
  • the wavelength conversion member 81 is arranged.
  • the wavelength conversion member 81 is supported by the base 10.
  • the wavelength conversion member 81 is arranged above the mounting surface. Further, the wavelength conversion member 81 is arranged above the plurality of light emitting elements 20 and one or more light reflecting members 40.
  • Light emitted from a plurality of light emitting elements 20 and reflected by one or more light reflecting members 40 is incident on the wavelength conversion member 81.
  • the main portion of the light emitted by the plurality of light emitting elements 20 is incident on the wavelength conversion member 81.
  • the light emitting device 1 all of the light emitted from the three semiconductor laser elements is reflected by one or more light reflecting surfaces 41 and incident on the wavelength conversion member 81. Further, the lower surface of the wavelength conversion member 81 is an incident surface of light emitted from the plurality of light emitting elements 20, and the upper surface of the wavelength conversion member 81 is the wavelength-converted light or the light emitted from the plurality of light emitting elements 20. It becomes the exit surface.
  • the wavelength conversion member 81 is fixed to the base 10 via the translucent member 82.
  • the wavelength conversion member 81 is attached to the base 10 by joining the translucent member 82 to the base 10 in a state where the wavelength conversion member 81 and the translucent member 82 are joined. It is fixed.
  • the wavelength conversion member 81 may be directly fixed to the base 10.
  • the translucent member 82 is arranged on the upper surface 11 of the base 10. Further, the lower surface of the translucent member 82 is joined to the base 10. Further, the translucent member 82 is joined to the upper surface 11 of the step portion 16 formed below the uppermost surface 112 of the base portion 10.
  • the plurality of light emitting elements 20 are arranged in the closed space of the light emitting device 1.
  • the base 10 and the translucent member 82 are joined to form this closed space.
  • the translucent member 82 can serve as a lid member.
  • this closed space is formed in an airtightly sealed state. By hermetically sealing, it is possible to suppress the collection of organic substances and the like on the light emitting surface of the semiconductor laser device.
  • the wavelength conversion member 81 has a light extraction region for extracting light.
  • the light extraction region includes an emission surface of light emitted from the light emitting device 1 to the outside and an incident surface of light incident to emit light to the outside.
  • the light extraction region may have a component other than the wavelength conversion member 81.
  • the other components here also include components not shown in the illustrated light emitting device 1.
  • the light extraction region is smaller than the mounting surface of the base 10 in the top view. Further, among the plurality of light emitting elements 20, the length of the light extraction region in the same direction as this distance is smaller than the distance between the two light emitting elements 20 located at the farthest positions in the top view.
  • the wavelength conversion unit 811 has a light extraction region.
  • the lower surface of the wavelength conversion unit 811 is an incident surface of light in the light extraction region
  • the upper surface of the wavelength conversion unit 811 is a light emission surface in the light extraction region.
  • the light extraction area is surrounded by the surrounding portion 812.
  • both the strong and weak light intensity parts are black due to monochrome processing, but the black color in the center of the elliptical FFP light is the strong light intensity part, and the FFP light.
  • the black color on the outer circumference of is a part where the light intensity is weak.
  • the light from the plurality of light emitting elements 20 reflected by one or more light reflecting surfaces 41 approaches each other and is incident on the light extraction region of the light emitting device 1.
  • the light emitted from each light emitting element 20 includes light emitted to a specific point of the light reflecting surface 41. Further, the light irradiated to this specific point is incident on the incident surface of the light extraction region. At this time, the distance between the two points on the incident surface of the light extraction region is smaller than the distance between the two points on the light reflecting surface 41. Further, the magnitude relationship between the two points in the light reflecting surface 41 and the light extraction region is established at any irradiation point where the light of the main portion is irradiated.
  • the light from the plurality of light emitting elements 20 is not arranged in parallel with each other in a plan view parallel to the one or more light reflecting surfaces 41, and the other is opposed to one. It is slanted.
  • the three lights overlap. That is, on the incident surface of the light extraction region, the light from the plurality of light emitting elements 20 is arranged in parallel with each other in a plan view parallel to the incident surface.
  • the plurality of light emitting elements 20 are semiconductor laser elements, this relationship holds in the major axis direction or the minor axis direction of the elliptical FFP.
  • the parallelism here includes a difference of ⁇ 5 degrees.
  • the light from a plurality of light emitting elements 20 having the same emission shape (for example, FFP in the case of a semiconductor laser element) emitted from the light emitting surface has a high proportion of light on the incident surface of the light in the light extraction region.
  • FFP in the case of a semiconductor laser element
  • the emission shapes of the light emitted from the plurality of light emitting elements 20 for example, 50% or more of the light of the main portion can be superimposed, and further, 80% or more of the light of the main portion can be superimposed. ..
  • At least a part of the region where the wavelength conversion unit 811 is provided overlaps with a part of the region where one or more light reflecting surfaces 41 are provided in the top view. Further, in the top view, at least a part of the light extraction region and a part of the region where one or more light reflecting surfaces 41 are provided overlap. Further, in the top view, at least a part of the region where the incident surface of light is provided in the light extraction region and a part of the region where one or more light reflecting surfaces 41 are provided overlap.
  • the length of the wavelength conversion unit 811 is smaller than the length of both ends of the one or more light reflecting members 40 with respect to the parallel direction of one or more light reflecting surfaces 41.
  • the length of the wavelength conversion unit 811 is the length of both ends of one or more light reflecting members 40, and the light emitting element 20 for irradiating one or more light reflecting surfaces 41 with light. Less than the length divided by the number of. In the illustrated example of the light emitting device 1, since three semiconductor laser elements are irradiated, the length of the wavelength conversion unit 811 is 1 of the lengths of both ends of the light reflecting member 40 with respect to the parallel direction of the light reflecting surface 41. Less than / 3.
  • the incident surface of the light of the wavelength conversion unit 811 has a longer length in the direction perpendicular to the length in the parallel direction of one or more light reflecting surfaces 41.
  • the light reflecting member 40 has a wavelength conversion unit 811 while the length of the light reflecting surface 41 in the parallel direction is larger than the length in the direction perpendicular to the light reflecting surface 41.
  • the length of the light reflecting surface 41 in the parallel direction is smaller than the length in the direction perpendicular to the light reflecting surface 41. In this way, the light from the plurality of light emitting elements 20 can be collected in a small irradiation region on the incident surface of the light.
  • Part or all of the light incident on the wavelength conversion unit 811 is converted into light having a different wavelength by the wavelength conversion unit 811.
  • Light from the plurality of light emitting elements 20 or wavelength-converted light is emitted from the upper surface of the wavelength conversion unit 811 to the outside of the light emitting device 1.
  • the wavelength conversion member 81 is joined to the upper surface of the translucent member 82. Further, the surrounding portion 812 of the wavelength conversion member 81 and the translucent member 82 are joined. Further, the wavelength conversion member 81 and the translucent member 82 are joined so that the metal film 814 of the wavelength conversion member 81 and the metal film 821 of the translucent member 82 are electrically connected. Specifically, the metal film 814 of the wavelength conversion member 81 and the metal film 821 of the translucent member 82 are joined.
  • the conductive film 813 is surrounded by a thin linear film in the vicinity of the wavelength conversion unit 811. Therefore, when an abnormality such as a crack occurs in the wavelength conversion unit 811, the conductive film 813 also cracks in response to the impact and changes the electrical connection state. By detecting a large increase in the resistance value, it is possible to detect an abnormality in the wavelength conversion unit 811. From this, it can be said that the conductive film 813 is an abnormality detecting element which is a sensor for detecting an abnormality of the wavelength conversion unit 811. By using the conductive film 813 made of an oxide having a brittle and fragile property as compared with a metal material, it is possible to improve the detection accuracy for damage to the wavelength conversion unit.
  • the conductive film 813 is provided on the incident surface side of the wavelength conversion member 81 where the light from the light emitting element 20 is incident. Further, the conductive film 813 is provided on the side of the wavelength conversion member 81 facing the translucent member 82. Therefore, the translucent member 82 is arranged in the vicinity of the conductive film 813 without contacting the conductive film 813, or in contact with the conductive film 813.
  • the conductive film 813 is not provided directly under the light extraction region. Further, the metal film 821 of the translucent member 82 is not provided directly below the light extraction region. By doing so, light can be incident on the wavelength conversion unit 811 without being blocked by the conductive film 813.
  • the upper surface of the translucent member 82 is larger than the lower surface of the wavelength conversion member 81. Further, when viewed from above, the upper surface of the translucent member 82 surrounds the lower surface of the wavelength conversion member 81. Alternatively, it surrounds the wavelength conversion member 81. In top view, the two metal films 821 on the upper surface of the translucent member 82 are each provided from a region overlapping the lower surface of the wavelength conversion member 81 to a region not overlapping.
  • the wiring 70 (second wiring 72) for electrically connecting the abnormality detecting element is joined.
  • a metal film provided on the stepped portion 16 of the base portion 10 is used.
  • the abnormality detection element and the external power supply can be electrically connected via the metal film on the upper surface 11 of the base 10.
  • the light-shielding member 90 is formed inside the frame formed by the upper surface 11 of the base 10.
  • the light-shielding member 90 is formed so as to fill the gap between the base 10 and the wavelength conversion member 81.
  • the light-shielding member 90 can be formed, for example, by pouring a thermosetting resin and curing it with heat. By providing the light-shielding member 90, leakage of light from other than the light extraction surface is suppressed.
  • the light-shielding member 90 does not reach the upper surface of the wavelength conversion member 81. Alternatively, even if it reaches the upper surface of the surrounding portion 812, it does not reach the upper surface of the wavelength conversion unit 811. As a result, the light-shielding member 90 can be provided so as to fill the gap while avoiding the wavelength conversion unit 811 which is the light extraction surface.
  • the present invention having the technical features disclosed in the specification is not limited to the structure described in the embodiment of the specification.
  • the present invention can be applied to a light emitting device having a component not disclosed in the embodiment, and a difference from the disclosed structure does not constitute a basis for not being able to apply the present invention.
  • the components included in the light emitting device disclosed by the embodiment may include non-essential components.
  • the light emitting device disclosed by the embodiment of the present specification includes not only the viewpoint of completion of the invention but also the viewpoint of disclosure of a rational configuration assuming one usage mode. While the application of the invention is not limited to the exemplary usage pattern, there is also an aspect in which the invention works effectively when applied to the usage pattern.
  • the light emitting device described in the embodiment can be used for an in-vehicle headlight. That is, it can be said that the in-vehicle headlight is one usage form to which the present disclosure is applied.
  • the present disclosure is not limited to this, and can be used for light sources such as lighting, projectors, head-mounted displays, and other display backlights.
  • Light emitting device 10 Base 11 Top surface 111 Bottom surface 112 Top surface 13 Bottom surface 14 Inner side surface 15 Outer side surface 16 Stepped part 17 Metal film 20 Light emitting element 30 Submount 40 Light reflecting member 41 Light reflecting surface 50 Protective element 60 Temperature measuring element 70 Wiring 71 1st wiring 72 2nd wiring 81 Wavelength conversion member 811 Wavelength conversion part 812 Surrounding part 813 Conductive film 814 Metal film 815 Light-shielding film 82 Translucent member 821 Metal film 90 Light-shielding member

Landscapes

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Abstract

実装面を有する基部と、実装面に配置され、1以上の光反射面を仮想的な1の平面上に設ける1以上の光反射部材と、1以上の光反射面の方を向く第1光出射面を有し、上面視で第1光出射面が1以上の光反射面に対して斜めとなるように実装面に配置され、第1光出射面から出射された光が1以上の光反射面に照射される第1発光素子と、1以上の光反射面の方を向く第2光出射面を有し、上面視で第2光出射面が第1光出射面に対して斜めとなるように実装面に配置され、第2光出射面から出射された光が1以上の光反射面に照射される第2発光素子と、を有し、1以上の光反射面によって反射された第1発光素子からの光及び第2発光素子からの光が互いに近付いて発光装置の光の取出し領域に入射することを特徴とする発光装置。

Description

発光装置
 本開示は、発光装置に関する。
 特許文献1には、複数の発光素子から出射された光を立ち上げミラーの反射面によって反射し、外部へと出射する光源装置が開示されている。
特開2020-21761
 特許文献1の光源装置では各発光素子から出射される光の光軸が互いに平行であるため、通常は、両端に配置される発光素子の発光点間の距離以上の長さを有する光の取出し領域が確保されるものと考えられる。
 一方で、特許文献1のように光の取出し領域が広く確保される発光装置ばかりが求められるわけではない。光の取出し領域の大きさや、そこから取り出される光の特性によっては、発光装置における各構成要素の配置には改善の余地がある。
 本明細書において開示される発光装置は、実装面を有する基部と、前記実装面に配置され、1以上の光反射面を仮想的な1の平面上に設ける1以上の光反射部材と、前記1以上の光反射面の方を向く第1光出射面を有し、上面視で前記第1光出射面が前記1以上の光反射面に対して斜めとなるように前記実装面に配置され、前記第1光出射面から出射された光が前記1以上の光反射面に照射される第1発光素子と、前記1以上の光反射面の方を向く第2光出射面を有し、上面視で前記第2光出射面が前記第1光出射面に対して斜めとなるように前記実装面に配置され、前記第2光出射面から出射された光が前記1以上の光反射面に照射される第2発光素子と、を有し、前記1以上の光反射面によって反射された前記第1発光素子からの光及び前記第2発光素子からの光が互いに近付いて前記発光装置の光の取出し領域に入射することを特徴とする。
 本開示の実施形態によれば、複数の発光素子からの光を光の取出し領域に集めて、効果的に光を取り出す発光装置が実現される。
図1は、実施形態に係る発光装置の斜視図である。 図2は、図1に対応する上面図である。 図3は、図2のIII-III線における発光装置の断面図である。 図4は、実施形態に係る発光装置の内部構造を説明するための斜視図である。 図5は、実施形態に係る発光装置の内部構造を説明するための斜視図である。 図6は、図5に対応する上面図である。 図7は、実施形態に係る波長変換部材及び透光性部材が接合された状態の斜視図である。 図8は、図7に対応する上面図である。 図9は、実施形態に係る透光性部材と波長変換部材との接合面を説明するために波長変換部材の上面側を透過した上面図である。 図10は、実施形態に係る波長変換部材の下面図である。 図11は、実施形態に係る透光性部材の上面図である。 図12は、実施形態に係る発光装置の光反射面に照射される光の強度分布を表す画像である。 図13は、実施形態に係る発光装置の波長変換部に入射する光の強度分布を表す画像である。
 本明細書または特許請求の範囲において、三角形や四角形などの多角形に関しては、多角形の隅に角丸め、面取り、角取り、丸取り等の加工が施された形状も含めて、多角形と呼ぶものとする。また、隅(辺の端)に限らず、辺の中間部分に加工が施された形状も同様に、多角形と呼ぶものとする。つまり、多角形をベースに残しつつ、部分的な加工が施された形状は、本明細書及び特許請求の範囲で記載される“多角形”の解釈に含まれるものとする。
 また、多角形に限らず、台形や円形や凹凸など、特定の形状を表す言葉についても同様である。また、その形状を形成する各辺を扱う場合も同様である。つまり、ある辺において、隅や中間部分に加工が施されていたとしても、“辺”の解釈には加工された部分も含まれる。なお、部分的な加工のない“多角形”や“辺”を、加工された形状と区別する場合は“厳密な”を付して、例えば、“厳密な四角形”などと記載するものとする。
 また、本明細書または特許請求の範囲において、上下、左右、表裏、前後、手前と奥などの表現は、相対的な位置、向き、方向などの関係を述べるに過ぎず、使用時における関係と一致していなくてもよい。
 また、本明細書または特許請求の範囲において、ある構成要素に関し、これに該当するものが複数あり、それぞれを区別して表現する場合に、その構成要素の頭に“第1”、“第2”と付記して区別することがある。また、本明細書と特許請求の範囲とで区別する対象や観点が異なる場合、本明細書と特許請求の範囲との間で、同一の付記が、同一の対象を指さない場合がある。
 例えば、本明細書において“第1”、“第2”、“第3”と付記されて区別される対象があり、本明細書の“第1”及び“第3”のみを対象として特許請求の範囲を記載する場合に、見易さの観点から特許請求の範囲においては“第1”、“第2”と付記して区別することがある。この場合、特許請求の範囲において“第1”、“第2”と付記された対象が、本明細書において“第1”“第3”と付記された対象を指すことになる。
 以下に、図面を参照しながら、本明を実施するための形態を説明する。ただし、示される形態は、本発明の技術思想が具体化されたものではあるが、本発明を限定するものではない。また、以下の説明において、同一の名称、符号については同一もしくは同質の部材を示しており、重複した説明は適宜省略することがある。なお、各図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするために誇張していることがある。
 <実施形態>
 図1は、実施形態に係る発光装置1の一例を示す斜視図である。図2は、発光装置1の上面図である。図3は、図2のIII-III線における発光装置1の断面図である。図4は、内部構造を説明するために発光装置1から遮光部材90を除いた状態の斜視図である。図5は、内部構造を説明するために発光装置1からさらに透光性部材82と波長変換部材81を除いた状態の斜視図である。図6は、図5と同様の状態における上面図である。図7は、実施形態に係る波長変換部材81と透光性部材82とが接合された状態を示す斜視図である。図8は、図7と同様の状態における上面図である。図9は、透光性部材82と波長変換部材81との接合面を説明するために波長変換部材81の上面側を透過した上面図である。なお、図9では、透光性部材82の金属膜821における接合領域と、波長変換部材81の導電膜813とをハッチングで記している。目の細かいハッチングが導電膜813である。図10は、実施形態に係る波長変換部材81の下面図である。図11は、実施形態に係る透光性部材82の上面図である。
 発光装置1の構成要素には、基部10、複数の発光素子20、1または複数のサブマウント30、1以上の光反射部材40、保護素子50、温度測定素子60、複数の配線70、波長変換部材81、透光性部材82、及び、遮光部材90が含まれる。また、発光装置1は、さらに他の構成要素を有していてもよい。
 次に、各構成要素について説明する。
 (基部10)
 基部10は、複数の上面11、下面13、1または複数の内側面14、及び、1または複数の外側面15を有している。基部10は、上方から下方に向かって窪んだ凹形状を有する。また、基部10は、上面視における外形が矩形である。
 複数の上面11には、底面111が含まれる。底面111は、他の構成要素が配置される実装面である。また、底面111は、複数の上面11のうち、最も下方にある上面である。複数の上面11には、最も上方にある上面である最上面112が含まれる。底面111は、上面視で最上面112に囲まれる。
 複数の上面11には、最上面112と底面111の間に位置する1または複数の上面11が含まれる。ここでは、この1または複数の上面11を区別する場合、底面111からの高さが低い方から、第1上面11、第2上面11と、順番に番号を付することにする。
 基部10は、底面111からの高さが異なる複数の段差部16を有する。ここで、段差部16は、上面11、及び、この上面11と交わり下方に進む全ての内側面14のみから構成される。複数の段差部16には、最上面112及びこれと交わり下方に進む全ての内側面14で構成される段差部16と、第1上面11及びこれと交わり下方に進む全ての内側面14で構成される段差部16と、が含まれる。
 ここでは、複数の段差部16を区別する場合、底面111からの段差部16の上面11までの高さが低い方から、第1段差部16、第2段差部16と、順番に番号を付することにする。図示される基部10の例では、最上面112と底面111との間に、1つの第1上面11と、2つの第2上面11と、を有し、第1上面を含む第1段差部16と、それぞれ第2上面11を含む2つの第2段差部16と、最上面112を含む第3段差部16と、を有する。
 基部10は、セラミックを主材料として形成することができる。例えば、セラミックとして、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、酸化アルミニウム、炭化ケイ素を用いることができる。なお、セラミックに限らず、絶縁性を有する他の材料を主材料に用いて形成してもよい。
 また、基部10の底面111には、1または複数の金属膜が設けられる。また、基部10の段差部16の上面11には、1または複数の金属膜が設けられる。また、基部10の最上面112には、底面111および段差部16に設けられた金属膜と電気的に接続している複数の金属膜17が設けられる。
 (発光素子20)
 発光素子20は、上面、下面、及び、1または複数の側面を有する。また、発光素子20は、上面、下面、及び、1または複数の側面の中に、光を出射する1以上の光出射面を有する。
 発光素子20は、例えば、半導体レーザ素子である。なお、発光素子20は、半導体レーザ素子に限らず、例えば、発光ダイオード(LED)や有機発光ダイオード(OLED)などであってもよい。図示される発光装置1の例では、発光素子20として、半導体レーザ素子が採用されている。
 半導体レーザ素子は、上面視で長方形の外形を有する。また、長方形の2つの短辺のうちの一辺と交わる側面が、半導体レーザ素子の光出射面となる。また、半導体レーザ素子の上面及び下面は、光出射面よりも面積が大きい。
 なお、半導体レーザ素子から放射される光(レーザ光)は拡がりを有し、光の光出射面と平行な面において楕円形状のファーフィールドパターン(以下「FFP」という。)を形成する。ここで、FFPとは、光出射面から離れた位置における出射光の形状や光強度分布を示す。
 FFPの楕円形状の中心を通る光、言い換えると、FFPの光強度分布においてピーク強度の光を、光軸を進む光、と呼ぶものとする。また、光軸を進む光の光路を、その光の光軸、と呼ぶものとする。また、FFPの光強度分布において、ピーク強度値に対して1/e以上の強度を有する光を、「主要部分」の光と呼ぶものとする。
 半導体レーザ素子である発光素子20から出射される光のFFPの楕円形状において、楕円の短径方向をFFPの平行方向、長径方向をFFPの垂直方向というものとする。半導体レーザ素子を構成する、活性層を含んだ複数の層は、FFPの垂直方向に積層される。
 半導体レーザ素子のFFPの光強度分布に基づき、光強度分布の半値全幅に相当する角度を、その半導体レーザ素子の光の拡がり角と呼ぶものとする。FFPの垂直方向における光の拡がり角を垂直方向の拡がり角と呼び、FFPの平行方向における光の拡がり角を平行方向の拡がり角と呼ぶものとする。
 発光素子20には、半導体レーザ素子に限らず、上述した半導体レーザ素子が有する特性の少なくとも一部を備える発光素子を採用することができる。また、これらの特性を備えていない発光素子を採用することもできる。
 発光素子20は、光の発光ピーク波長が、320nm~530nmの範囲、典型的には、430nm~480nmの範囲にある光を出射する。このような光を出射する発光素子20としては、窒化物半導体を含む半導体レーザ素子が挙げられる。窒化物半導体としては、例えば、GaN、InGaN、及びAlGaNを用いることができる。なお、発光素子20から出射される光は、このような波長範囲に限らなくてよい。
 (サブマウント30)
 サブマウント30は、下面、上面、及び、1または複数の側面を有する。また、サブマウント30は上下方向の幅が最も小さい。また、サブマウント30は、直方体の形状で構成される。なお、形状は直方体に限らなくてよい。サブマウント30は、例えば、窒化ケイ素、窒化アルミニウム、又は炭化ケイ素を用いて形成される。なお、他の材料を用いてもよい。
 (光反射部材40)
 光反射部材40は、光を反射する1以上の光反射面41を有する。例えば、光反射部材40には、照射された光のピーク波長に対する光反射率が90%以上となる光反射面41が設けられる。ここでの光反射率は100%以下あるいは100%未満とすることができる。
 光反射面41は、平面である。また、光反射面41は、光反射部材40の下面に対して傾斜している。この傾斜角は、10度以上80度以下の範囲にある。光反射面41上を通る直線であって光反射部材40の下面に平行な直線を通る方向を光反射面41の平行方向というものとする。なお、光反射面41は平面でなくてもよく、例えば、曲面であってもよい。この場合、曲面の光反射面41の外縁上の3点を結ぶ平面上を通る直線であって光反射部材40の下面に平行な直線を通る方向を光反射面41の平行方向というものとする。
 図示される光反射部材40の例では、光反射面41の傾斜角は45度である。なお、傾斜角の具体的な角度について述べる場合、製造精度を考慮して、製造品についてはその具体的な角度から±5度の差を含むものとする。
 光反射部材40は、その外形を形成する主材料に、ガラスや金属などを用いることができる。主材料は熱に強い材料がよく、例えば、石英若しくはBK7(硼珪酸ガラス)等のガラス、アルミニウム等の金属、又はSiを用いることができる。また、光反射面は、例えば、Ag、Al等の金属やTa/SiO、TiO/SiO、Nb/SiO等の誘電体多層膜を用いて形成することができる。
 (保護素子50)
 保護素子50は、発光素子などの特定の素子に過剰な電流が流れて破壊されてしまうことを防ぐための回路要素である。保護素子50の典型例は、ツェナーダイオードなどの定電圧ダイオードである。ツェナーダイオードとしては、例えば、Siダイオードを用いることができる。
 (温度測定素子60)
 温度測定素子60は、周辺の温度を測定するための温度センサとして利用される素子である。温度測定素子60としては、例えば、サーミスタを用いることができる。
 (配線70)
 配線70は、両端を接合部とする線状の形状を有する導電体から構成される。言い換えると、配線70は、線状部分の両端に、他の構成要素と接合する接合部を有する。配線70は、2つの構成要素間の電気的な接続に用いられる。配線70としては、例えば、金属のワイヤを用いることができる。金属の例は、金、アルミニウム、銀、銅などを含む。
 (波長変換部材81)
 波長変換部材81は、上面と、下面と、1または複数の側面とを有する。また、波長変換部材81は、波長変換部811を有する。また、波長変換部材81は、波長変換部811を囲う包囲部812を有する。また、波長変換部材81は、下面側に1以上の導電膜813を有する。また、波長変換部材81は、下面側に複数の金属膜814を有する。また、波長変換部材81は、上面側に遮光膜815を有する。
 波長変換部材81において、波長変換部811と包囲部812とは、一体的に形成されている。包囲部812の内側面と波長変換部811の側面とが接しており、波長変換部811の1または複数の側面が包囲部812によって囲われる。包囲部812の1または複数の外側面が波長変換部材81の1または複数の側面に相当する。波長変換部811及び包囲部812は、光の照射により分解されにくい無機材料を主材料に用いて形成することができる。なお、無機材料でなくてもよい。
 また、波長変換部材81は、波長変換部811と包囲部812とが一体的に焼結された一体焼結体で形成されている。このような一体焼結体は、例えば、焼結体等の成形品からなる波長変換部811と、包囲部812を形成する粉粒の材料と、を一体的に成形して焼結し、波長変換部材81の母材を形成することができる。焼結には、例えば、常圧焼結法、放電プラズマ焼結法(SPS法)やホットプレス焼結法(HP法)等を用いることができる。
 波長変換部811は直方体の形状である。なお、波長変換部811の形状は、直方体に限らなくてもよい。波長変換部811は、上面視で、縦長の形状である。波長変換部811は、下面視で、縦長の形状である。また、波長変換部811において、上面視及び下面視における縦長の方向は揃っている。
 波長変換部811は、入射した光を異なる波長の光に変換する。また、波長変換部811は、異なる波長に変換した光を出射する。また、入射した光の一部は、波長変換部811によって変換されずに波長変換部811から出射する。
 波長変換部811は、セラミックスを主材料とし、蛍光体を含有させて形成することができる。これに限らず、ガラスを主材料としてもよい。またあるいは、蛍光体単体の多結晶や、蛍光体の単結晶で形成するなどしてもよい。
 例えば、波長変換部811の主材料にセラミックスを用いる場合、蛍光体と酸化アルミニウム等の透光性材料とを焼結させて形成することができる。蛍光体の含有量は、セラミックスの総体積に対して0.05体積%~50体積%とすることができる。また例えば、蛍光体の紛体を焼結させた、実質的に蛍光体のみからなるセラミックスを用いてもよい。
 蛍光体としては、セリウムで賦活されたイットリウム・アルミニウム・ガーネット(YAG)、セリウムで賦活されたルテチウム・アルミニウム・ガーネット(LAG)、ユウロピウム及び/又はクロムで賦活された窒素含有アルミノ珪酸カルシウム(CaO-Al23-SiO2)、ユウロピウムで賦活されたシリケート((Sr,Ba)2SiO4)、αサイアロン蛍光体、βサイアロン蛍光体等が挙げられる。なかでも、耐熱性が良好であり、青色の励起光と組み合わせて白色光の発光が可能となる蛍光体であるYAG蛍光体を用いることが好ましい。
 包囲部812は、直方体の平板の中央部分に貫通孔が設けられた形状である。貫通孔を塞ぐように波長変換部811が設けられる。包囲部812は、セラミックスを主材料に用いて形成することができる。また、これに限らず、金属や、セラミックスと金属の複合体などを用いてもよい。
 また、包囲部812には、波長変換部811による熱を排熱する高熱伝導率の材料を用いるのが好ましい。高熱伝導率の材料が主材料に用いられた包囲部812は、波長変換部811における熱を排熱する放熱機能を有し、この観点から包囲部812に代えて放熱部材と捉えることもできる。
 また、包囲部812には、発光素子20が出射した光及び蛍光体が発する蛍光を高反射率で反射する材料を用いるのが好ましい。また、包囲部812は、少なくとも波長変換部811の1または複数の側面と接する領域において高反射率を有するのが好ましい。高反射率の材料が主材料に用いられた包囲部812は、照射された光を反射する高反射性を有し、この観点から包囲部812は光反射部材と捉えることもできる。なお、高反射率及び高熱伝導率を有する材料としては、例えば、アルミナ(Al)が挙げられる。
 包囲部812は、波長変換部811のような波長変換機能を有していない。例えば、包囲部812は、蛍光体を含まない。また、包囲部812は、透過率が5%以下の遮光性を有する。この観点から包囲部812は遮光部材と捉えることもできる。
 また、導電膜813は、包囲部812に設けられる。また、導電膜813は、波長変換部811の外側に設けられる。つまり、導電膜813は、波長変換部811には設けられない。これにより、効率的に波長変換部811に光を入射させることができる。
 また、導電膜813は、波長変換部811に近い位置に設けられる。例えば、波長変換部811と導電膜813との距離は、最も近い位置で500μm以下であり、好ましくは、300μm以下である。また、導電膜813は、波長変換部811を囲うように設けられる。図示される波長変換部材81では、線状の導電膜813が波長変換部811を囲っている。
 導電膜813は細い線状で波長変換部811を囲うのが好ましい。細い線状とは、例えば、下面視で、線幅が、波長変換部811の幅よりも小さく、線の長さが、波長変換部811の外周よりも長い線状を示す。また例えば、さらに線幅が、波長変換部811の幅の1/2以下であることとしてもよい。ここでの波長変換部811の幅は、例えば外形が矩形の場合は短辺の幅であり、例えば外形が楕円形の場合は短径の幅である。また、これ以外の形状の場合は、これらの例示に基づき、実質的に幅が特定される。
 導電膜813は、酸化物で形成することができる。導電膜813を形成する酸化物としては、例えば、酸化インジウム錫(ITO)や酸化ルテニウム(RuO)などが挙げられる。これらの酸化物は、金、銀、アルミニウム等の金属材料と比べて脆く、割れやすい性質を有する。
 複数の金属膜814は、包囲部812に設けられる、また、複数の金属膜814は、波長変換部811の外側に設けられる。つまり、複数の金属膜814は、波長変換部811には設けられない。これにより、効率的に波長変換部811に光を入射させることができる。また、複数の金属膜814には、それぞれ導電膜813と接続する2つの金属膜814が含まれる。線状の導電膜813の両端のうちの一端と2つの金属膜814のうちの一方の金属膜814とが重なり、導電膜813の他端が他方の金属膜814とが重なる。金属膜814は、例えば、Ti/Pt/Auを用いて形成することができる。
 遮光膜815は、包囲部812に設けられる、また、遮光膜815は、波長変換部811の外側に設けられる。つまり、遮光膜815は、波長変換部811には設けられない。また、遮光膜815は、上面側における波長変換部811と包囲部812の境界に達することが望ましい。これにより、波長変換部材81において、波長変換部811以外から光が出射されることを抑えることができる。遮光膜815は、例えば、金属を用いて形成することができる。
 (透光性部材82)
 透光性部材82は、下面と、上面と、1または複数の側面とを有する。また、透光性部材82は、光を透過する透光性を有する。ここで、透光性とは、光に対する透過率が80%以上であることとする。また、透光性部材82は、直方体の平板形状で形成される母材を有する。なお、形状は直方体に限らない。
 透光性部材82は、サファイアを主材料に用いて形成することができる。サファイアは、比較的透過率が高く、比較的強度も高い材料である。なお、主材料には、サファイアの他に、例えば、石英、炭化ケイ素、又は、ガラス等を用いることもできる。
 また、透光性部材82は、複数の金属膜821を有する。また、複数の金属膜821は、透光性部材82の上面側に設けられる。複数の金属膜821には、配線のために設けられる2つの金属膜821が含まれる。2つの金属膜821は、透光性部材82の外周領域に設けられる。2つの金属膜821は、透光性部材82の中央領域には設けられない。
 また、2つの金属膜821は、一部に、接合領域を有する。金属膜821は、例えば、Ti/Pt/Auを設けて形成することができる。また、接合領域においては、例えば、その上にさらにAuSnを設けて形成することができる。
 (遮光部材90)
 遮光部材90は、遮光性を有する樹脂によって形成される。ここで、遮光性とは光を透過しない性質を示し、光を遮る性質の他、吸収する性質や反射する性質などを利用して、遮光性を実現してもよい。例えば、樹脂に、光拡散材及び/又は光吸収材等のフィラーを含有させることで形成できる。
 遮光部材90を形成する樹脂としては、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、アクリレート樹脂、ウレタン樹脂、フェノール樹脂、BTレジン等が挙げられる。また、光吸収性のフィラーとしては、カーボンブラック等の暗色系の顔料等が挙げられる。
 (発光装置1)
 次に、これらの構成要素を用いて製造される発光装置1について説明する。まず、基部10の実装面に1以上の光反射部材40が配置される。1以上の光反射部材40の下面が基部10の実装面に接合される。基部10の実装面に対する光反射面41の傾斜角は、光反射部材40の下面に対する光反射面41の傾斜角と同じである。
 1以上の光反射部材40が配されることにより、仮想的な1の平面上に、1以上の光反射面41が設けられる。図示される発光装置1の例では、1の光反射部材40が配され、仮想的な1の平面上に、1の光反射面41が設けられている。なお、図示される光反射部材40を2以上に分割したサイズの光反射部材40を複数配置してもよい。この場合、仮想的な1の平面上に、複数の光反射面41が設けられる。
 次に、基部10の実装面に、保護素子50と温度測定素子60とが配置される。実装面上において、保護素子50は、1以上の光反射部材40に対し、1以上の光反射面41が向く方向とは反対の方向に位置する。実装面上において、温度測定素子60は、1以上の光反射部材40に対し、1以上の光反射面41が向く方向とは反対の方向に位置する。光反射面41の背後のスペースを有効活用することで、発光装置1を小型にすることができる。
 次に、基部10の実装面に1または複数のサブマウント30が配置される。1または複数のサブマウント30において、複数の側面が1以上の光反射面41の方を向く。この複数の側面は、上面視で、光反射面41の平行方向に対する向きがそれぞれ異なる。この複数の側面には、上面視で、サブマウント30の上面と交わる交線が、1以上の光反射面41の平行方向と平行な1以上の側面が含まれる。この複数の側面には、上面視で、サブマウント30の上面と交わる交線が、1以上の光反射面41の平行方向と平行ではない1以上の側面が含まれる。なお、ここでの平行は、±5度の差を含むものとする。
 図示される発光装置1の例では、3つのサブマウント30が実装面に配置される。また、この3つのサブマウント30のそれぞれが、光反射面41の方を向く側面を有する。3つのサブマウント30は、上面視で、中央に配置される1つのサブマウント30と、その両側に配置される2つのサブマウント30で構成される。両側に配置される2つのサブマウント30において、光反射面41の方を向く側面は、中央に配置されるサブマウント30の方も向いている。
 中央に配置されるサブマウント30の光反射面41の方を向く側面は、上面視で、光反射面41の平行方向に平行な仮想的な2つの直線に囲まれる。2つの直線のうちの1つは、両側に配置される2つのサブマウント30のそれぞれにおける光反射面41の方を向く側面の両端のうちの一端であって、中央に配置されるサブマウント30に近い方の一端を結ぶ直線である。残りの1つは、両側に配置される2つのサブマウント30のそれぞれにおける光反射面41の方を向く側面の両端のうちの一端であって、中央に配置されるサブマウント30から遠い方の一端を結ぶ直線である。
 中央に配置されるサブマウント30は、光反射面41の方を向く側面と上面とが交わる交線が、光反射面41の平行方向と平行である。なお、ここでの平行は、製造精度による±5度の差を含む。また、両端に配置される2つのサブマウント30は、光反射面41の方を向く側面と上面とが交わる交線が、光反射面41の平行方向と平行ではない。
 両側に配置される2つのサブマウント30の光反射面41の方を向く側面は、上面視で、光反射面41の平行方向と成す角度が同じである。なお、ここでの同じは、製造精度による±5度の差を含む。
 次に、複数の発光素子20が実装面に配置される。複数の発光素子20は、1または複数のサブマウント30を介して実装面に配置される。複数の発光素子20は、1または複数のサブマウント30に接合される。
 複数の発光素子20はそれぞれ、光反射面41の方を向く光出射面を有する。複数の発光素子20のそれぞれにおいて、少なくとも1の側面は光出射面となる。また、光出射面となる少なくとも1の側面には、光反射面41の方を向く光出射面が含まれる。
 複数の発光素子20のそれぞれにおいて、光出射面から出射された光が1以上の光反射面41に照射される。また、複数の発光素子20のそれぞれにおいて、光反射面41の方を向く側面から出射された光が1以上の光反射面41に照射される。
 複数の発光素子20のそれぞれにおける光反射面41の方を向く側面は、上面視で、光反射面41の平行方向に対する向きが異なる。複数の発光素子20には、上面視で、光反射面41の方を向く側面が、1以上の光反射面41の平行方向と平行な1以上の発光素子20が含まれる。この発光素子20は、光出射面が1以上の光反射面41に正対しているといえる。
 複数の発光素子20には、上面視で、光反射面41の方を向く側面が、1以上の光反射面41の平行方向と平行ではない1以上の発光素子20が含まれる。この発光素子20は、光出射面が1以上の光反射面41に対して斜めに配置されているといえる。
 複数の発光素子20間でみれば、複数の発光素子20から任意に選択される2つの発光素子20の光反射面41の方を向く側面は、上面視で、一方に対して他方が斜めになるように配置される。斜めにすることで、互いの発光素子20から1以上の光反射面41に照射される光を近付けることができる。
 図示される発光装置1の例では、3つの発光素子20が3つのサブマウント30を介して実装面に配置される。また、1のサブマウント30に接合される発光素子20の数は1つである。
 また、上面視で、光出射面が1以上の光反射面41に正対する1の発光素子20が配置される。また、この発光素子20を中央とし、この両側にそれぞれ、光出射面が1以上の光反射面41に対して斜めとなるようにして、1の発光素子20が配置されている。
 また、上面視で、中央の発光素子20の1以上の光反射面41の方を向く側面を通り、1以上の光反射面41の平行方向に垂直な直線に対して、両側の発光素子20は線対称に配置される。
 また、上面視で、中央の発光素子20の1以上の光反射面41の方を向く側面を通り、1以上の光反射面41の平行方向に垂直な直線によって、1以上の光反射面41を二分したときに、両側の発光素子20はそれぞれ、二分された領域のうち近い方の領域に主要部分の光を照射する。
 また、図示される発光装置1の例では、複数の発光素子20は、それぞれ半導体レーザ素子である。複数の半導体レーザ素子のそれぞれから出射される光軸を通る光は、それぞれの光出射面から異なる方向に進み、1以上の光反射面41に照射される。
 複数の半導体レーザ素子には、光軸を通る光が光出射面から進む方向が、1以上の光反射面41の平行方向と直交する半導体レーザ素子が含まれる。また、複数の半導体レーザ素子には、この光軸を通る光が光出射面から進む方向に対して線対称に配置される2つの半導体レーザ素子が含まれる。
 また、光軸を通る光が1以上の光反射面41の平行方向と直交する半導体レーザ素子は、上述した中央の発光素子20である。また、線対称に配置される2つの半導体レーザ素子は、上述した両側の発光素子20である。
 また、両側の半導体レーザ素子をそれぞれ第1半導体レーザ素子及び第2半導体レーザ素子とし、1以上の光反射面41を、実装面に垂直な平面であり、かつ、中央の半導体レーザ素子から出射される光の光軸を通る光が光出射面から進む方向に伸びる直線を通る平面を境界にして二分する。このとき、第1半導体レーザ素子が配置される側にある領域を第1反射領域とし、第2半導体レーザ素子が配置される側にある領域を第2反射領域とすると、第1半導体レーザ素子から出射された光軸を通る光は第1反射領域に照射され、第2半導体レーザ素子から出射された光軸を通る光は第2反射領域に照射される。
 次に、発光素子20、保護素子50、及び、温度測定素子60を電気的に接続するための複数の配線70(第1配線71)が接合される。電気的な接続には、基部10の底面111に設けられた金属膜を利用する。これにより、基部10の上面11の金属膜を介して、これらの素子と外部電源とを電気的に接続することができる。
 次に、波長変換部材81が配置される。波長変換部材81は、基部10に支持される。波長変換部材81は、実装面の上方に配置される。また、波長変換部材81は、複数の発光素子20及び1以上の光反射部材40の上方に配置される。
 波長変換部材81には、複数の発光素子20から出射され、1以上の光反射部材40によって反射された光が入射する。複数の発光素子20によって出射された光の主要部分は、波長変換部材81に入射する。
 図示される発光装置1の例では、3つの半導体レーザ素子から出射された光のいずれも、1以上の光反射面41に反射され、波長変換部材81へと入射する。また、波長変換部材81の下面は、複数の発光素子20から出射された光の入射面となり、波長変換部材81の上面は、波長変換された光または複数の発光素子20から出射された光の出射面となる。
 また、波長変換部材81は、透光性部材82を介して、基部10に固定される。図示される発光装置1の例では、波長変換部材81と透光性部材82とが接合された状態で、透光性部材82を基部10に接合することで、波長変換部材81を基部10に固定している。なお、波長変換部材81を、直接基部10に固定してもよい。
 透光性部材82は、基部10の上面11に配置される。また、透光性部材82の下面が基部10と接合する。また、透光性部材82は、基部10最上面112よりも下方に形成される段差部16の上面11と接合する。
 複数の発光素子20は、発光装置1の閉空間に配置される。基部10と透光性部材82とが接合して、この閉空間が出来上がる。透光性部材82は蓋部材としての役割を果たすことができる。図示される発光装置1の例では、この閉空間は気密封止された状態で形成される。気密封止されることで、半導体レーザ素子の光出射面に有機物等が集塵することを抑制できる。
 波長変換部材81は、光を取出すための光の取出し領域を有する。光の取出し領域には、発光装置1から外部へと出射される光の出射面と、外部へと光を出射させるために入射される光の入射面と、が含まれる。なお、発光装置1において、光の取出し領域は、波長変換部材81とは別の構成要素が有していてもよい。ここでの別の構成要素には、図示される発光装置1に表れていない構成要素も含む。
 発光装置1において、光の取出し領域は、上面視で、基部10の実装面よりも小さい。また、複数の発光素子20のうち、上面視で最も離れた位置にある2つの発光素子20の間の距離よりも、この距離と同じ方向における光の取出し領域の長さの方が小さい。
 図示される発光装置1の例では、波長変換部811が光の取出し領域を有する。波長変換部811の下面は、光の取出し領域における光の入射面であり、波長変換部811の上面は、光の取出し領域における光の出射面である。また、光の取出し領域は、包囲部812によって囲まれる。
 図12及び図13は、それぞれ、図示される発光装置1の例において、3つの半導体レーザ素子から出射された光の、光反射面41における光強度分布と、波長変換部811の光の入射面における光強度分布を表している。なお、図の画像はモノクロ処理によって光強度の強い部分と弱い部分がどちらも黒色になっているが、楕円形状のFFPの光の中心部における黒色は光強度の強い部分であり、FFPの光の外周における黒色は光強度の弱い部分である。
 これらの図からわかるように、発光装置1では、1以上の光反射面41によって反射された複数の発光素子20からの光は、互いに近付いて発光装置1の光の取出し領域に入射する。複数の発光素子20から選択される任意の2つの発光素子20に関し、それぞれの発光素子20から出射される光には、光反射面41の特定の点に照射される光が含まれる。また、この特定の点に照射された光は、光の取出し領域の入射面において特定の点に入射する。このとき、光反射面41における2点間の距離よりも、光の取出し領域の入射面における2点間の距離の方が小さい。また、この光反射面41および光の取出し領域における2点間距離の大小関係は、主要部分の光が照射されるいずれの照射点においても成り立つ。
 また、1以上の光反射面41においては、複数の発光素子20からの光は、1以上の光反射面41に平行な平面視で、互いに平行に並んではおらず、一方に対して他方が斜めになっている。一方で、波長変換部811の光の入射面において、3つの光は重なっている。つまり、光の取出し領域の入射面において、この入射面に平行な平面視で、複数の発光素子20からの光は互いに平行に並ぶ。例えば、複数の発光素子20が半導体レーザ素子の場合、楕円形状のFFPの長径方向、または、短径方向について、この関係が成り立つ。なお、ここでの平行は、±5度の差を含む。
 また、光出射面から出射される光の発光形状(例えば、半導体レーザ素子の場合のFFP)が同じ複数の発光素子20からの光は、光の取出し領域における光の入射面において高い割合で重ならせることができる。複数の発光素子20から出射される光の発光形状を揃えることで、例えば、主要部分の光の50%以上を重ねることができ、さらには、主要部分の光の80%以上を重ねることもできる。
 発光装置1では、上面視で、波長変換部811が設けられる領域の少なくとも一部と、1以上の光反射面41が設けられる領域の一部とが重なる。また、上面視で、光の取出し領域の少なくとも一部と、1以上の光反射面41が設けられる領域の一部とが重なる。また、上面視で、光の取出し領域における光の入射面が設けられる領域の少なくとも一部と、1以上の光反射面41が設けられる領域の一部とが重なる。
 また、上面視で、1以上の光反射面41の平行方向に関し、1以上の光反射部材40の両端の長さよりも、波長変換部811の長さの方が小さい。1以上の光反射面41の平行方向に関し、波長変換部811の長さは、1以上の光反射部材40の両端の長さを、1以上の光反射面41に光を照射させる発光素子20の数で割った長さよりも小さい。図示される発光装置1の例では、3つの半導体レーザ素子が照射されるため、光反射面41の平行方向に関し、波長変換部811の長さは、光反射部材40の両端の長さの1/3よりも小さい。
 また、上面視で、波長変換部811の光の入射面は、1以上の光反射面41の平行方向における長さよりも、これに垂直な方向の長さの方が大きい。図示される発光装置1の例では、上面視で、光反射部材40は、光反射面41の平行方向の長さの方がこれに垂直な方向の長さよりも大きい一方で、波長変換部811の光の入射面は、光反射面41の平行方向の長さの方がこれに垂直な方向の長さよりも小さい。このように、光の入射面において、複数の発光素子20からの光を小さな照射領域に集めることができる。
 波長変換部811に入射した光の一部あるいは全部は、波長変換部811によって異なる波長の光に変換される。複数の発光素子20からの光または波長変換された光が、波長変換部811の上面から発光装置1の外部に出射される。
 ここで、波長変換部材81と透光性部材82の接合について説明する。波長変換部材81は、透光性部材82の上面に接合される。また、波長変換部材81の包囲部812と、透光性部材82とが接合される。また、波長変換部材81と透光性部材82とは、波長変換部材81の金属膜814と、透光性部材82の金属膜821とが電気的に接続するように接合される。具体的には、波長変換部材81の金属膜814と、透光性部材82の金属膜821とが接合される。
 導電膜813は、波長変換部811の近傍においてその周りを細い線状の膜で囲っている。そのため、波長変換部811に割れなどの異常が発生すると、その衝撃に対応して導電膜813にも亀裂が入るなどして電気的な接続状態に変化を与える。抵抗値の大幅な上昇を検知することで波長変換部811の異常を検知することができる。このことから、導電膜813は、波長変換部811の異常を検知するセンサである異常検知素子といえる。金属材料と比べて脆く、割れやすい性質を有する酸化物で形成される導電膜813を用いることで、波長変換部の破損に対する検知精度を向上させることができる。
 導電膜813は、波長変換部材81において、発光素子20からの光が入射する入射面側に設けられる。また、導電膜813は、波長変換部材81の、透光性部材82と対向する側に設けられる。そのため、透光性部材82は、導電膜813と接触せずに導電膜813の近傍に、あるいは、導電膜813と接触して、配される。
 導電膜813は、光の取出し領域の直下に設けられない。また、透光性部材82の金属膜821は、光の取出し領域の直下に設けられない。このようにすることで、導電膜813に遮られずに、波長変換部811に光を入射させることができる。
 なお、透光性部材82の上面の方が、波長変換部材81の下面よりも大きい。また、上面視で、透光性部材82の上面は、波長変換部材81の下面を囲う。あるいは、波長変換部材81を囲う。上面視で、透光性部材82の上面の2つの金属膜821はそれぞれ、波長変換部材81の下面と重なる領域から重ならない領域に亘って設けられる。
 発光装置1の製造工程の説明に戻る。波長変換部材81が配置されると、次に、異常検知素子を電気的に接続するための配線70(第2配線72)が接合される。電気的な接続には、基部10の段差部16に設けられた金属膜が利用される。これにより、基部10の上面11の金属膜を介して、異常検知素子と外部電源とを電気的に接続することができる。
 次に、遮光部材90が、基部10の上面11による枠の内側に形成される。遮光部材90は、基部10と波長変換部材81との隙間を埋めるようにして形成される。遮光部材90は、例えば、熱硬化性の樹脂を流し込み、これを熱で硬化させることで形成できる。遮光部材90を設けることで、光取出面以外からの光の漏れを抑制する。
 遮光部材90は、波長変換部材81の上面には達さない。あるいは、包囲部812の上面に達したとしても、波長変換部811の上面には達さない。これにより、光取出面である波長変換部811を避けつつ、隙間を埋めるようにして遮光部材90を設けることができる。
 以上、説明してきたが、明細書により開示された技術的特徴を有した本発明は、明細書の実施形態で説明した構造に限られるわけではない。例えば、実施形態に開示のない構成要素を有する発光装置においても本発明は適用され得るものであり、開示された構造と違いがあることは本発明を適用できないことの根拠とはならない。また、発明を完成させるための最小の構成要素という観点でみれば、実施形態により開示された発光装置が有する構成要素の中には、必須でない構成要素も含まれ得るといえる。
 このことはつまり、本明細書の実施形態により開示される発光装置には、発明の完成という観点の他、一つの利用形態を想定した合理的構成の開示という観点も含まれるということである。発明の適用はその例示的な利用形態に限られるものではない一方で、その利用形態に適用することで効果的に作用する側面もある。
 このような点から、本発明(特許請求の範囲)において、一実施形態において開示された全ての構成要素を備えることは必須ではないこともあり得る。例えば、特許請求の範囲に、実施形態により開示された発光装置の一部の構成要素が記載されていなかった場合、その構成要素については、本実施形態に開示されたものに限らず、代替、省略、形状の変形、材料の変更などといった当業者による設計の自由度を認め、その上で特許請求の範囲に記載された発明が適用されることを請求するものである。
 実施形態に記載の発光装置は、車載ヘッドライトに利用することができる。つまり、車載ヘッドライトは、本開示が適用される一つの利用形態といえる。なお、本開示は、これに限らず、照明、プロジェクター、ヘッドマウントディスプレイ、その他ディスプレイのバックライト等の光源に利用することができる。
 1 発光装置
 10 基部
 11 上面
 111 底面
 112 最上面
 13 下面
 14 内側面
 15 外側面
 16 段差部
 17 金属膜
 20 発光素子
 30 サブマウント
 40 光反射部材
 41 光反射面
 50 保護素子
 60 温度測定素子
 70 配線
 71 第1配線
 72 第2配線
 81 波長変換部材
 811 波長変換部
 812 包囲部
 813 導電膜
 814 金属膜
 815 遮光膜
 82 透光性部材
 821 金属膜
 90 遮光部材

Claims (10)

  1.  発光装置であって、
     実装面を有する基部と、
     前記実装面に配置され、1以上の光反射面を仮想的な1の平面上に設ける1以上の光反射部材と、
     前記1以上の光反射面の方を向く第1光出射面を有し、上面視で前記第1光出射面が前記1以上の光反射面に対して斜めとなるように前記実装面に配置され、前記第1光出射面から出射された光が前記1以上の光反射面に照射される第1発光素子と、
     前記1以上の光反射面の方を向く第2光出射面を有し、上面視で前記第2光出射面が前記第1光出射面に対して斜めとなるように前記実装面に配置され、前記第2光出射面から出射された光が前記1以上の光反射面に照射される第2発光素子と、
     を有し、
     前記1以上の光反射面によって反射された前記第1発光素子からの光及び前記第2発光素子からの光が互いに近付いて前記発光装置の光の取出し領域に入射することを特徴とする発光装置。
  2.  前記第1発光素子は、上面、下面、及び、前記第1光出射面となる側面を有する第1半導体レーザ素子であり、
     前記第1光出射面から出射される光軸を通る光が前記第1光出射面から第1方向に進み前記1以上の光反射面に照射され、
     前記第2発光素子は、上面、下面、及び、前記第2光出射面となる側面を有する第2半導体レーザ素子であり、
     前記第2光出射面から出射される光軸を通る光が前記第2光出射面から第1方向とは異なる第2方向に進み前記1以上の光反射面に照射される、請求項1に記載の発光装置。
  3.  上面、下面、及び、光を出射する第3光出射面である側面を有し、前記第3光出射面から出射される光軸を通る光が前記第3光出射面から第1の方向及び第2方向とは異なる第3方向に進み、前記1以上の光反射面に照射される第3半導体レーザ素子をさらに有する請求項2に記載の発光装置。
  4.  前記第1半導体レーザ素子から出射され、前記1以上の光反射部材によって反射された光と、前記第2半導体レーザ素子から出射され、前記1以上の光反射部材によって反射された光と、前記第3半導体レーザ素子から出射され、前記1以上の光反射部材によって反射された光と、が入射する波長変換部材をさらに有する請求項3に記載の発光装置。
  5.  前記波長変換部材は、光の取出し領域を有し、
     前記実装面を上から見た平面視で、前記波長変換部材の光の取出し領域の少なくとも一部と、前記1以上の光反射面が設けられる領域の一部とが重なる請求項4に記載の発光装置。
  6.  前記1以上の光反射面の平行方向と、前記第3方向とが直交する請求項3乃至5のいずれか一項に記載の発光装置。
  7.  前記実装面を上からみた平面視で、前記第1半導体レーザ素子及び前記第2半導体レーザ素子は、前記第3方向に対して線対称に配置される、請求項3乃至6のいずれか一項に記載の発光装置。
  8.  前記1以上の光反射面を、前記実装面に垂直な平面であり、かつ、前記第3半導体レーザ素子から出射される光の光軸を通り前記第3方向に伸びる直線を通る前記平面を境界にして二分したときの、第1半導体レーザ素子が配置される側にある領域を第1反射領域とし、第2半導体レーザ素子が配置される側にある領域を第2反射領域とした場合に、
     前記第1半導体レーザ素子から出射された光軸を通る光は、前記第1反射領域に照射され、
     前記第2半導体レーザ素子から出射された光軸を通る光は、前記第2反射領域に照射される請求項3乃至7のいずれか一項に記載の発光装置。
  9.  前記実装面を上からみた平面視で、前記第1半導体レーザ素子から出射される光の光軸を通り前記第1方向に伸びる直線と、前記第2半導体レーザ素子から出射される光の光軸を通り前記第2方向に伸びる直線との交点は、前記第3半導体レーザ素子から出射される光の光軸を通り前記第3方向に伸びる直線上であって、かつ、前記1以上の反射面の外側にある請求項3乃至8のいずれか一項に記載の発光装置。
  10.  前記1以上の光反射部材は、1つの光反射部材で構成され、
     前記1以上の反射面は、前記1つの光反射部材に設けられる1つの反射面で構成される、請求項1乃至8のいずれか一項に記載の発光装置。
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